水產(chǎn)微囊飼料生產(chǎn)工藝研究進展

007畜牧 2013-9-26 09:47

1349 原作者: 007畜牧

簡介

　　丁立云曹義虎　?。ń魇∷a(chǎn)科學研究所）　　魚蝦類幼體開始攝食時，其個體很小，所以用于育苗期的配合飼料是微型飼料，同時既要保持飼料中活性成分的效價，又要溶出率少，沉降慢，分散性和抗水性能強， ...

丁立云曹義虎
　?。ń魇∷a(chǎn)科學研究所）
　　魚蝦類幼體開始攝食時，其個體很小，所以用于育苗期的配合飼料是微型飼料，同時既要保持飼料中活性成分的效價，又要溶出率少，沉降慢，分散性和抗水性能強，而且能引誘和促進苗種的攝食，因此對魚蝦類幼體配合飼料的制備工藝要求較高。
　　有關(guān)活餌料的營養(yǎng)強化、仔稚魚的營養(yǎng)需求、微粒飼料的性質(zhì)，國內(nèi)外均有較為全面的綜述，本文主要從微囊飼料的生產(chǎn)工藝方面，作一簡單論述，以期為水產(chǎn)微粒飼料的生產(chǎn)與研究提供依據(jù)。
　　人工微型配合飼料根據(jù)制造方法與性質(zhì)的不同，可分為微粘飼料(M BD )、微膜飼料(M CD ) 和微膠囊飼料（M ED )。微膠囊飼料相對于前兩種飼料而言在水中的穩(wěn)定性更好,而且能達到仿生效果，所以現(xiàn)在微粒飼料的研究已逐漸轉(zhuǎn)向微膠囊工藝。
　　1 微膠囊生產(chǎn)工藝
　　微膠囊技術(shù)是使用成膜材料（壁材）把固體或液體（芯材）包覆成微小顆粒的技術(shù)。大致可分為化學法、物理化學法和物理法。
　　1.1 化學法
　　化學法主要利用單體小分子發(fā)生聚合反應(yīng)生成高分子或膜材料并將芯材包覆，常使用的是界面聚合法（圖1）；
　　1.2 物理化學法
　　物理化學法是通過改變條件（溫度、pH、加入電解質(zhì)等）使溶解狀態(tài)的成膜材料從溶液中聚沉出來并將芯材包覆形成微膠囊，常使用的是凝聚法（圖2）；
　　1.3 物理法
　　物理法是利用物理和機械原理的方法制備微膠囊，常使用的是噴霧干燥法（圖3）。從該工藝可以看出，噴霧干燥法制備微膠囊化主要分為制備穩(wěn)定的乳化液和對乳化液噴霧干燥兩個工藝。
　　2 國外研究概況
　　從上世紀70 年代開始，國外學者就開始著手將應(yīng)用于制藥工業(yè)上的微膠囊技術(shù)移植到人工配合餌料中。英國北威爾士大學水產(chǎn)學院的Jones D A等于1974 年首先采用界面聚合法制備了尼龍- 蛋白膜微膠囊餌料，此餌料一經(jīng)問世，就受到了世界的極大關(guān)注。但由于尼龍- 蛋白膜囊壁太薄，在干燥過程中易受到損害，因此一般只用于試驗過程，尚不能用于商品化生產(chǎn)。上世紀80 年代初，日本鹿兒島大學水產(chǎn)學院的金澤昭夫教授也進行過這方面的研究，Jones D A 等改進生產(chǎn)工藝，再次用界面聚合法制作出了一種新的交聯(lián)蛋白微膠囊飼料，其加工工藝要點為：先將飼料原料溶解在含表面活性劑的環(huán)己烷水溶液中乳化。這種膠囊不同于以往采用表面聚合法所制備的膠囊，它抗干燥，且能在水中保持穩(wěn)定。新微膠囊飼料含蛋白質(zhì)49% ，碳水化合物27% ，脂類、維生素13% ，灰分11% ，在厄瓜多爾、臺灣和菲律賓對對蝦進行了各種培育試驗，獲得了極大的成功，隨后進行了商業(yè)化生產(chǎn)。W alford 用微膠囊飼料飼喂海水仔稚魚尖吻鱸,發(fā)現(xiàn)早期的尖吻鱸仔魚不能消化微膠囊飼料。Y ufera 等測試了尖吻鱸仔魚對兩種微膠囊飼料的消化，一種以乙醇作為分離劑所得到的微膠囊飼料，囊壁較硬（A 型），通過尖吻鱸仔魚排泄出來的粒子幾乎沒有任何的破裂；而以明膠作為分離劑所得的微膠囊飼料，囊壁較軟（G 型），易被幼體消化。其后，Y ufera 等制作了一種高效的微膠囊飼料來飼喂金頭鯛,此種微膠囊飼料與以前的主要不同之處是用酪蛋白代替蛋清蛋白，因為據(jù)說蛋清蛋白中含有一些抑酶因子。
　　此微膠囊飼料制作時采用的方法仍是界面聚合法，但交聯(lián)劑與以前的微囊飼料有所不同, 交聯(lián)劑為1，3，5- 苯三甲酸氯。同年，Chu 和O zkizilcik 制作了一種復合的交聯(lián)蛋白微囊飼料（CW C），此微囊飼料的最大不同點是成品的內(nèi)部還嵌有一個脂質(zhì)壁的微囊。其配方（見表1）如下：

表1 復合交聯(lián)蛋白微囊飼料配方組成

原料	組成（%）
酪蛋白	20
油鯡粉	35
氨基酸混合物a	5
淀粉	5
膽固醇	1
卵磷脂	1
脂質(zhì)壁微囊b	5
誘食劑c	8

　　a.其組成類似于鹵蟲體的氨基酸組成；
　　b.包含維生素混合物及礦物質(zhì)混合物，根據(jù)飼料中脂質(zhì)的含量，可調(diào)整其成分和數(shù)量；
　　c. 誘食劑包含2g 甘氨酸，2g 甜菜堿，1g 次黃嘌呤核苷酸< IM P> ，1g 鳥苷和1g 鳥苷酸< G M P>。)
　　進入新本世紀，Y ufera 等制作了一種新的微膠囊飼料，與以前制作不同的是，他們采用內(nèi)部凝膠化的制作技術(shù)。而且在材料的選擇上，使用低廉的菜油和醋酸替代了價格較高，且有潛在致毒性的環(huán)己烷和均苯三甲酸。此工藝的核心化學反應(yīng)為：醋酸與檸檬酸鈣反應(yīng)，游離出Ca2+ 與藻酸進行交聯(lián)。Langdon等研制了一種以玉米醇溶蛋白為粘合劑的復合微粒飼料用于海水仔稚魚的養(yǎng)殖，這種微粒飼料能更好地傳輸?shù)头肿拥乃苄缘臓I養(yǎng)素進入魚體。
　　3 國內(nèi)研究概況
　　國內(nèi)對微膠囊飼料的研究和應(yīng)用稍晚于國外。國內(nèi)最早見報道是1989 年，山東省海水養(yǎng)殖研究所與山東省煙臺獸藥廠共同研制生產(chǎn)的對蝦微膠囊餌料（D Y）在對蝦苗種培育中使用，能替代部分活餌料，但具體的材料和方法未見其說明。也有學者稱，中國水產(chǎn)科學院漁業(yè)器械研究所率先在國內(nèi)生產(chǎn)出微膠囊飼料，并在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。
　　倪葉鑫報道了相分離－復凝聚法應(yīng)用到微膠囊飼料中的詳細研究。高宏偉等用界面聚合法制備微膠囊飼料，其工藝流程為：飼料原料→超微粉碎→乳化成W /O 型微乳→導入交聯(lián)劑→分離膠囊→保存。同年，高宏偉還報道了“界面聚合法制作微囊型餌料過程中成膜材料篩選的直觀方法”。張利民等采用超微粉碎低溫發(fā)泡制粒工藝，研制出了海水仔稚魚微粒子飼料，粒徑為150μm ~220μm ，具有良好的懸浮性、穩(wěn)定性和誘食性，在水中可保持24 h 不潰散，喂養(yǎng)試驗結(jié)果表明仔稚魚的成活率和生長速度與國外同類產(chǎn)品相比較無顯著差異。陳勇等采用噴霧、粘合破碎、相分離－復凝聚和蛋白交聯(lián)４種方法，制備出４種類型的微粒子餌料，并對其性能進行比較，結(jié)果表明蛋白交聯(lián)法制備的微粒子餌料性能最好。
　　易美華等以水解魚蛋白、明膠、麥芽糊精為壁材，以豆粕、奶粉、骨粉、螺旋藻、蝦片等為芯材，采用噴霧干燥法生產(chǎn)對蝦微膠囊飼料。其微囊化工藝為：將壁材按比例混勻，在一定的溫度下邊攪拌邊加入芯材，乳化液的配比為，水解魚蛋白︰芯材︰明膠︰麥芽糊精=70︰20︰1.5︰3.5；最佳乳化溫度70 ℃；均質(zhì)壓力40 M Pa;最佳進風溫度195℃。黃志強等也對噴霧干燥法制備微膠囊飼料作了較為詳細的研究，所不同的是，黃志強等采用了L9(34)正交試驗優(yōu)化了微膠囊加工工藝。優(yōu)化的工藝條件為：芯壁材比5︰1，總固形物含量15% ，進料速度17.75 m L/m in，進風溫度150 ℃。制得的最終產(chǎn)品平均粒徑為15.65μm ，在水中浸泡以后粒徑減少率僅為5.23% 。
　　4 結(jié)論
　　盡管微膠囊技術(shù)在水產(chǎn)飼料的應(yīng)用研究中取得了一定的進展，但作為微膠囊壁材的蛋白質(zhì)和人工合成的高分子聚合物很難被幼體消化。因此，要進一步開發(fā)價格低廉且容易被幼體消化吸收的微膠囊壁材，進一步改進微膠囊化的生產(chǎn)工藝，確保營養(yǎng)物質(zhì)不破壞的同時，提高微膠囊化飼料的消化利用率。微粒飼料能完全或部分替代活餌，并具有營養(yǎng)全面、減少浪費和污染的特點，具有巨大的商業(yè)價值。